Как отличить легкую воду от тяжелой

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2017, №6)
pic_2017_06_18-1.jpg

Структура координационного полимера (по результатам рентгеноструктурного анализа). Показан вид вдоль оси координат, совпадающей с направлением формирования пор полимера

Возможно, в скором времени для идентификации различных растворителей и измерения их концентрации нужны будут только ультрафиолетовый фонарик и полоска фильтровальной бумаги, пропитанная раствором нового полимера с фотолюминесцентными свойствами («Chemical and Engineering News», 2017, 2, 4, 579—589, doi: 10.1016/j.chempr.2017.02.010). Новая тест-система позволяет в том числе обнаружить следы обычной воды в дейтериевой D2O.

Нет необходимости объяснять, сколько пользы принесет индикатор для быстрого выявления органических растворителей, попавших в окружающую среду, например, после аварии на производстве. Сегодня для этого приходится отбирать образцы и анализировать их в лабораторных условиях. Ситуацию может изменить новый полимер —металлоорганическая структура с фотолюминесцентными свойствами, содержащая трехвалентные ионы тербия или европия. С его помощью можно даже решить сложную аналитическую задачу — определить содержание легкой воды H2O в тяжелой D2O. Проверять степень чистоты D2O необходимо, когда ее используют в качестве источника тяжелого водорода для введения дейтериевых меток либо для калибровки ЯМР-спектрометров.

Новый материал получили в лаборатории профессора Саймона Хэмфри (Техасский университет в Остине). Это металлоорганический каркасный полимер, который пока называется его создателями только в соответствии с маркировкой PCM-22. Полимер
образуют трис(пара-карбоксилато) трифенилфосфиновый лиганд, который выполняет роль линкера, и ионы европия(III), гадолиния(III) или тербия(III). Каждый из ионов лантаноидов характеризуется уникальным излучением: EuIII излучает красный свет, GdIII — ультрафиолет, а TbIII — зеленый свет. Когда полимер попадает в растворитель, молекулы растворителя входят в поры, и флуоресценция иона лантаноида гасится. Характеристика
этого процесса и соответственно тип спектра уникальны для каждой комбинации «лантаноид-растворитель», отсюда и возможность идентификации.

Исследователи получили четыре металлоорганические каркасные структуры с различным соотношением лантаноидов, воздействовали на каждый из четырех координационных полимеров разными растворителями, а затем облучали светом с длиной волны 365 нм. Так они получили индивидуаль-ные спектры эмиссии для комплексов полимеров с H2O, D2O, метанолом, этанолом, толуолом, бензолом и еще двенадцатью органическими растворителями. Как выяснилось, спектры настолько разные, что растворители можно отличить по ним, как по отпечат-кам пальцев. В некоторых случаях даже не нужен спектрометр — индикаторная бумага с координационными поли-мерами позволяет различить раство-рители так же просто и безошибочно, как лакмусовая распознает кислый и щелочной растворы.

Авторы исследования утверждают, что, по предварительным данным, новый материал может селективно распознавать галогены и ионы тяжелых металлов. Однако главное его преимущество — способность обнаружить даже следовые количества обычной воды в D2O.

Разные разности

20.06.2018 10:00:00

«Концепция ложных новостей стала основой политических дискуссий с момента избрания Дональда Трампа президентом США и уже привела к делегитимизации средств массовой информации. Понимание общего и различного в восприятии ложных новостей политическими группами поможет разработать стратегию снижения политической поляризации в наших демократических сообществах», — так сформулировали цель своего исследования доктор Крейг Харпер и профессор Том Багули из Ноттингемского университета.

>>
04.06.2018 10:00:00

...землетрясение 2017 года в Южной Корее, второе по мощности в новейшей истории страны, случилось из-за геотермального завода...

...новый стартап «Mammoth Biosciences» в США объявил своей целью проведение любых ДНК- и РНК-тестов методом CRISPR в амбулаторных и домашних условиях...

...миниатюрный сенсор в переднем зубе может передавать по беспроводной связи сведения о состоянии полости рта и о том, что человек ест...

...создан камуфляж для инфракрасной области спектра, работающий по принципу кожи кальмара...

...экспериментально подтверждено, что викинги могли определять положение солнца в пасмурные дни с помощью «солнечных камней», поляризующих свет — кальцита, кордиерита или турмалина...


>>
28.05.2018 10:00:00

Как сделать максимально безболезненным для людей переход от личного автотранспорта к общественному? За счет создания дешевой службы электрических такси-роботов. Такой вывод следует из результатов моделирования, проведенного Гордоном Бауэром из университета Беркли и его коллегами из Лоуренсовской национальной лаборатории Минэнерго США.

>>
23.05.2018 10:00:00

Исследователи из нескольких институтов Великобритании, США и Франции проанализировали изотопный состав кислорода вулканических гор на дне океана и в тех образцах, что экспедиции НАСА привезли с Луны. Как оказалось, составы очень похожи, словно лунные породы — это и есть земные.

>>
30.04.2018 10:00:00

...NASA откладывает запуск космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) почти на год, до мая 2020 года...

...в Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАН планируется создание нейтринного детектора на основе жидкого сцинтиллятора, который можно будет использовать как часть мировой сети таких детекторов для изучения внутреннего строения Земли...

...аэрозоль электронных сигарет вызывает повреждения ДНК в клетках легких, мочевого пузыря и сердца мышей, а также подавляет репарацию ДНК в легких...


>>